KR101019500B1

KR101019500B1 - 파이프연결구를 갖는 파이프 및 그것의 생산방법

Info

Publication number: KR101019500B1
Application number: KR1020100088076A
Authority: KR
Inventors: 정동구
Original assignee: 미래화학 주식회사
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2011-03-07
Also published as: KR101019501B1

Abstract

본 발명은 파이프연결구를 갖는 파이프에 관한 것이다.
본 발명의 파이프는, 파이프의 연결을 위한 파이프연결구를 갖는데 상기 파이프연결구의 연결파이프삽입홀에는 삽입되는 연결대상파이프에 밀착되는 패킹이 일체화되게 고정되어 있다.
따라서 파이프를 연결할 때 별도의 파이프연결장치를 사용하지 않더라도 패킹에 의한 수밀성이 확보할 수 있다.

Description

파이프연결구를 갖는 파이프 및 그것의 생산방법{THE PIPE HAVING CONNECT FOR PIPE CONNECTOR AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 파이프와 파이프를 연결하기 위한 파이프연결구가 끝부분에 일체화되게 성형되어 있는 파이프에 관한 것이다.

수도배관 등을 설치하기 위하여 소정의 길이를 갖는 파이프와 파이프 등을 연결할 필요성이 있다.

이와 같은 파이프의 연결작업이 신속하게 이루어지고, 연결부의 누수가 방지되도록 파이프의 끝단부에는 연결파이프삽입홀을 갖는 파이프연결구(1)가 성형되어 있되 일체화되게 성형되어 있도록 하고 있는 실정이다.

이러한 파이프연결구의 성형방법으로서, 파이프의 끝부분을 외부형성금형에 넣고 파이프의 외측 및 내부형성금형과 외부형성금형 사이의 성형공간에 성형원료(겔상태의 합성수지 등)를 채워넣은 후 냉각시켜 소정의 형상을 갖는 파이프연결구가 파이프의 끝단부에 일체화되게 성형되도록 하는 방법이 사용되고 있다.

이러한 방법을 사용함에 있어서 고려해야하는 것이 열에 의한 파이프의 변형이다.

즉, 주입된 성형원료가 고온이기 때문에 합성수지 재질의 파이프에 접촉되면 파이프가 변형되어 파이프연결구가 파이프와 일체화되게 성형되는 것을 어렵게하고, 이로 인해 불량률이 높아지는 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로서 본 출원인의 특허 제10-0897600호 및 특허 제10-0889628호가 있다.

상기 기술은 오므라들거나 벌어지는 슬라이드코어와 가변코어를 통해 금형내로 유입된 파이프의 내경을 외측으로 가압하여 파이프의 형태가 변형되는 것을 방지하고 파이프를 고정시켜 주는 기술이다.

한편, 파이프연결구가 성형된 파이프와 파이프를 연결함에 있어 연결부의 누수를 방지하면서 연결작업은 신속하게 이루어지도록 하기 위한 다양한 형태의 파이프 연결장치가 안출되어 사용되고 있다.

대부분의 파이프 연결장치는, 제1연결대상파이프의 파이프연결구에 제2연결대상파이프가 삽입된 상태에서 압륜이 파이프연결구와 결합되고, 결합시 제2연결대상 파이프에 끼워진 패킹이 가압되면서 수밀성이 확보되도록 하는 방식이다.(도 2참조)

본 발명 출원인의 선등록 특허 제0921990호(특허출원 제10-2009-0052852호)도 상기와 같은 방식을 갖되 패킹과 함께 스토퍼와 푸셔가 더 구비되어 더욱 우수한 수밀성이 확보되도록 한 것이다.

전술한 바와 같이 연결을 위한 종래의 파이프는 단순히 파이프연결구만이 외측 끝단부에 성형된 형태일 뿐 패킹 등이 일체화되어 있는 것이 아니어서 수밀성이 확보되도록 연결하기 위해서는 반드시 압륜과 패킹 등을 갖는 별도의 파이프연결장치가 요구되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 별도의 파이프연결장치를 사용하지 않더라도 수밀성이 확보되는 상태로 파이프를 연결할 수 있는 파이프연결구를 가지는 파이프를 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 파이프연결구의 성형시에 파이프연결구의 내경에 해당하는 연결파이프삽입홀이 패킹설치홈을 갖는 형태가 되도록 성형한 후 성형된 파이프연결구가 냉각에 의한 수축을 완료하기 전에 패킹설치홈에 패킹을 삽입하여 파이프연결구가 수축을 완료하였을 때는 패킹과 파이프연결구가 견고하게 일체화된 상태가 되면서도 필요에 따라서는 패킹을 이탈시킬 수도 있도록 한다.

따라서 본 발명의 파이프는, 파이프연결구를 갖고, 상기 파이프연결구의 연결파이프삽입홀에는 삽입되는 연결대상파이프에 밀착되는 패킹이 고정되어 있되 상기 패킹은 연결파이프삽입홀에 형성된 패킹설치홈에 위치되어 있고 패킹설치홈을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정된 형태이다.

이러한 본 발명의 파이프 생산방법 중 바람직한 방법은, 상기 파이프연결구의 외형에 대응된 형상의 성형공간을 형성하는 외부형성금형의 성형공간에 파이프연결구를 성형하기 위한 파이프 및 패킹설치홈을 갖는 연결파이프삽입홀에 대응된 형상을 가지는 내부형성금형을 위치시키는 성형준비단계를 갖는다.

또, 성형공간에 성형원료를 주입하여 패킹설치홈을 갖는 연결파이프삽입홀이 내측에 형성된 파이프연결구가 파이프의 외측에 일체화되게 성형되도록 하는 성형단계를 갖는다.

또, 성형단계를 거쳐 파이프연결구가 일체화된 파이프의 패킹설치홈에 패킹을 삽입하되 파이프연결구가 냉각에 의한 수축을 완료하기 전에 삽입하여 상기 파이프연결구가 냉각에 의해 수축을 완료하였을 때 상기 패킹이 패킹설치홈을 형성하는 내벽에 의해 가압된 상태가 되어 견고하게 고정된 상태가 되도록 하는 패킹설치단계를 갖는다.

본 발명의 파이프는, 파이프의 연결을 위한 파이프연결구를 가지며, 상기 파이프연결구의 연결파이프삽입홀에는 삽입되는 연결대상파이프에 밀착되는 패킹이 고정되어 있되 상기 패킹은 연결파이프삽입홀에 형성된 패킹설치홈에 위치되어 있고 패킹설치홈을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정되어 있다.

따라서 별도의 파이프연결장치를 사용하지 않더라도 수밀성이 확보되는 상태로 파이프를 연결할 수 있으며, 패킹의 설치상태를 확인하기 위한 목적 등으로 패킹을 패킹설치홈에서 이탈시키는 것도 가능한 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 패킹은 삽입되는 연결대상파이프와 접촉되는 돌출부가 연결대상파이프의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 위치되어 있으며, 연결대상파이프와 먼저 접촉되는 돌출부보다 늦게 접촉되는 돌출부가 더 높게 돌출된 형태일 수 있는데 이러한 경우 파이프의 삽입은 용이하면서 더욱 우수한 수밀성을 확보할 수 있는 특징이 있다.

또, 상기 패킹은 내측으로 돌출되어 삽입되는 연결대상파이프와 접촉되는 돌출부가 연결대상파이프의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 위치되어 있으며, 연결대상파이프와 먼저 접촉되는 돌출부의 경도와 늦게 접촉되는 돌출부의 경도가 다른 경우 더욱 우수한 수밀성을 확보할 수 있는 특징이 있다.

또, 상기 패킹 중 삽입되는 연결대상파이프와 접촉되는 부분이 톱니 형상으로 되어 있는 경우 삽입되는 파이프의 이탈을 방지하여 더욱 우수한 수밀성이 확보되는 특징이 있다.

특히, 상기 톱니 형상은 연결대상파이프가 거슬러 올라가는 경사면을 가지며, 삽입된 연결대상파이프가 삽입 반대방향으로 이동되려는 힘에 저항하도록 상기 경사면과 같은 방향으로 기울어진 경사를 형성하거나 연결대상파이프의 길이 방향에 대해 직각을 형성하는 저항면을 갖는 형상인 경우 삽입되는 파이프의 이탈방지 효과가 더욱 우수하여 수밀성의 향상을 가져오는 특징이 있다.

또, 패킹보다 단단한 재질의 보강링이 패킹과 일체화되어 있는 것일 경우 더욱 우수한 수밀성을 확보할 수 있다.

또, 연결파이프삽입홀에는 연결대상파이프가 거슬러올라가면서 연결파이프삽입홀의 단면 중심부와 연결대상파이프의 단면 중심부가 일치되도록 하는 가이드경사면이 형성되어 있는 경우 패킹이 고르게 가압되어 수밀성이 더욱 우수한 특징이 있다.

도 1은 종래의 파이프연결구를 설명하기 위한 단면 개략도
A : 통상의 파이프에 파이프연결구가 성형된 상태
B : 1개의 중공을 갖는 관이 권취되어 형성된 파이프에 파이프연결구가 성형된 상태
C : 4개의 중공을 갖는 관이 권취되어 형성된 파이프에 파이프연결구가 성형된 상태
도 2는 종래 파이프연결장치의 분해 사시도
도 3은 본 발명의 파이프연결구 성형장치를 사용하여 성형된 파이프연결구를 갖는 파이프의 개략도
도 4는 파이프연결구의 성형시에 파이프연결구의 내경에 해당하는 연결파이프삽입홀이 패킹설치홈을 갖는 형태가 되도록 성형한 후 성형된 파이프연결구가 냉각에 의한 수축을 완료하기 전에 패킹설치홈에 패킹을 삽입하는 방법에 의해 생산된 본 발명의 파이프연결구를 갖는 파이프의 단면 개략도
도 5는 도 4의 파이프연결구를 갖는 파이프를 생산하기 위한 장치와 방법을 설명하기 위한 개략도
도 6은 도 5와 같은 장치 및 방법을 통해 파이프연결구를 갖는 파이프를 생산함에 있어 패킹이 견고하게 고정되도록 패킹에 홈이 형성된 구조를 설명하기 위한 개략도
도 7는 파이프연결구의 성형시에 주입된 성형원료에 의해 패킹이 감싸지는 형태를 통해 패킹이 연결파이프삽입홀에 일체화되게 고정되도록 하는 방법을 실시하기 위한 파이프연결구 성형장치를 설명하기 위한 개략도로서 성형원료가 주입되기 직전의 상태를 도시한 개략도
도 8는 도 7과 같은 장치를 사용하는 경우에 성형원료가 삽입되는 홈을 갖는 패킹을 설명하기 위한 개략도
도 9은 도 7과 같은 장치를 사용하는 경우에 성형원료가 삽입되는 홀을 갖는 패킹을 설명하기 위한 개략도
도 10은 연결대상파이프와 먼저 접촉되는 돌출부보다 늦게 접촉되는 돌출부가 더 높게 돌출된 것을 설명하기 위한 개략도
도 11은 본 발명의 파이프연결구 성형장치를 사용하여 가이드경사면을 갖는 파이프연결구를 성형하는 것을 설명하기 위한 개략도
A : 내부형성금형의 경사면형성홈을 설명하기 위한 개략도
B ; 가이드경사면을 갖는 파이프연결구가 성형된 파이프의 개략도
도 12는 삽입되는 연결대상파이프가 거슬러 올라가는 경사면을 가지며, 삽입된 연결대상파이프가 삽입 반대방향으로 이동되려는 힘에 저항하도록 경사면과 같은 방향으로 기울어진 경사를 형성하고 있는 패킹을 설명하기 위한 개략도
도 13은 삽입되는 연결대상파이프가 거슬러 올라가는 경사면을 가지며, 삽입된 연결대상파이프가 삽입 반대방향으로 이동되려는 힘에 저항하도록 연결대상파이프의 길이 방향에 대해 직각을 형성하는 저항면을 갖는 가지며, 보강링을 갖는 구조를 설명하기 위한 패킹의 개략도
A : 보강링이 돌출부와 돌출부 사이에 위치된 형태
B : 보강링이 어느 한쪽에만 위치된 형태
도 14은 성형공간으로 투입될 파이프의 끝단면에 천공되는 홀을 설명하기 위한 개략도
도 15는 본 발명의 파이프 사용 상태도
도 16은 패킹이 연결파이프삽입홀에 형성된 패킹설치홈에 위치되어 있고 패킹설치홈을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정된 형태가 되도록 하되 연결파이프삽입홀에 나선결합되면서 패킹을 가압하는 제1삽입홈형성체에 의해서 3면이 막힌 형태의 패킹설치홈이 형성되도록 하는 방법을 설명하기 위한 개략도
도 17은 패킹이 연결파이프삽입홀에 형성된 패킹설치홈에 위치되어 있고 패킹설치홈을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정된 형태가 되도록 하되 패킹을 가압하는 상태를 유지하면서 연결파이프삽입홀에 형성된 걸림턱형성부에 걸려 고정되는 제2삽입홈형성체에 의해서 3면이 막힌 형태의 패킹설치홈이 형성되도록 하는 방법을 설명하기 위한 개략도
도 18은 본 발명의 구성요소인 파이프연결구가 클램핑고정용돌기를 갖는 것을 설명하기 위한 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면은 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 파이프연결구를 갖는 파이프에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 파이프는 끝부분에 또 다른 파이프와 연결하기 위한 파이프연결구(110)를 가지며, 이 파이프연결구(110)는 통상의 파이프연결구와 같이 연결파이프삽입홀(111)이 형성된 형태이다.

그런데 본 발명은 별도의 파이프연결장치를 사용하지 않더라도 수밀성이 확보되는 상태로 파이프를 연결할 수 있는 파이프연결구를 가지는 파이프를 제공하려는 목적을 갖는다.

본 출원의 발명자는 오랜 연구를 통해 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에 수밀성 확보를 위한 패킹을 견고하게 일체화시켜 놓을 경우 통상의 파이프연결장치를 사용하지 않더라도 상당한 수준의 수밀성을 확보할 수 있음을 알게되었다.

이러한 이유로 본 발명의 파이프는, 파이프의 연결을 위한 파이프연결구(110)를 가지며, 상기 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에는 삽입되는 연결대상파이프(10)에 밀착되는 패킹(240)이 고정되어 있다.

상기 패킹(240)이 고정되도록 하는 방식은 접착제 등을 사용하여 부착시켜 놓는 방법을 사용할 수도 있지만 그러한 방법은 견고하게 고정되어 있지 못할 뿐만 아니라 수밀성 확보에 어려움이 있다.

본 출원의 발명자는 오랜 연구와 노력 끝에 패킹이 파이프연결구에 견고하게 고정되고, 고정된 패킹에 의해 수밀성이 확보되도록 할 수 있는 몇 가지 방법을 안출하였다.

안출된 첫 번째 방법은, 파이프연결구(110)의 성형시에 파이프연결구(110)의 내경에 해당하는 연결파이프삽입홀(111)이 패킹설치홈(112)을 갖는 형태가 되도록 성형한 후 성형된 파이프연결구(110)가 냉각(성형시의 열을 서서히 잃어가는 현상)에 의한 수축을 완료하기 전에 패킹설치홈(112)에 패킹을 삽입함으로써 파이프연결구(110)가 수축을 완료하였을 때는 패킹(240)과 파이프연결구(110)가 견고하게 일체화되도록 하는 방법이다.

두 번째 방법은, 파이프연결구(110)의 성형시에 주입된 성형원료에 의해 패킹(240)이 감싸지는 형태를 통해 패킹(240)이 연결파이프삽입홀(111)에 일체화되게 고정되도록 하는 방법이다.

세 번째 방법은, 패킹(240)은 연결파이프삽입홀(111)에 형성된 패킹설치홈(112)에 위치되어 있고 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정된 형태가 되도록 하되 연결파이프삽입홀(111)에 나선결합되면서 패킹(240)을 가압하는 제1삽입홈형성체(260)에 의해서 3면이 막힌 형태의 패킹설치홈(112)이 형성되도록 하는 방법이 있다.

네 번째 방법은, 패킹(240)은 연결파이프삽입홀(111)에 형성된 패킹설치홈(112)에 위치되어 있고 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정된 형태가 되도록 하되 패킹(240)을 가압하는 상태를 유지하면서 연결파이프삽입홀(111)에 형성된 걸림턱형성부(113)에 걸려 고정되는 제2삽입홈형성체(270)에 의해서 3면이 막힌 형태의 패킹설치홈(112)이 형성되도록 하는 방법이다.

상기 첫 번째 방법과 세 번째 방법 및 네 번째 방법은 패킹(240)을 비교적 견고하게 고정하면서도 필요에 따라서는 패킹을 파이프연결구(110)로부터 이탈시킬 수도 있는 구조이기 때문에 두 번째 방법보다 바람직하다.

즉, 두 번째 방법은 패킹을 매우 견고하게 고정할 수 있지만 패킹을 파이프연결구(110)에서 이탈시키는 것이 불가능하다.

이는 곧 불량률 검사 등을 위해 패킹을 이탈시키려 할 때도 패킹을 이탈시킬 수 없는 결과를 유발한다.

그러나 첫 번째 방법과 세 번째 방법 및 네 번째 방법을 통해 생산된 파이프는 파이프연결구(110)을 가지며, 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에는 삽입되는 연결대상파이프(10)에 밀착되는 링 형태의 패킹(240)이 고정되어 있되 상기 패킹(240)은 연결파이프삽입홀(111)에 형성된 패킹설치홈(112)에 위치되어 있고 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정되어 있는 형태이기 때문에 필요에 따라 강한 힘을 가하면 패킹(240)을 분리할 수 있다.

패킹(240)의 견고한 고정과 수밀성 그리고 필요에 따라 패킹(240)을 이탈시키는 것과 경제성을 고려할 때 첫 번째 방법이 가장 적합하다.

이는 제1삽입홈형성체(260)나 제2삽입홈형성체(270)를 사용하는 세 번째 방법과 네번째 방법이 패킹의 고정력이나 수밀성확보 면에서 첫 번째 방법에 미치지 못하고 경제성도 첫 번째 방법에 크기 미치지 못하기 때문이다.

또, 제1삽입홈형성체(260)나 제2삽입홈형성체(270)가 움직이지 않도록 할 별도의 수단이 요구될 필요성이 있기 때문이다.

패킹(240)이 견고하게 고정되어 있되 필요에 따라 이탈시킬 수 있도록 고정되어 있는 파이프연결구(110)가 구비된 파이프를 생산하기 위한 상기의 첫 번째 방법은 성형준비단계, 성형단계, 패킹설치단계로 이루어진다.

상기 성형준비단계는, 파이프연결구(110)의 외형에 대응된 형상의 성형공간(213b)을 형성하는 외부형성금형(210b)의 성형공간(213b)에 파이프연결구(110)를 성형하기 위한 파이프(20)를 위치시키는 단계이다.

또, 파이프(20)와 함께 패킹설치홈(112)을 갖는 연결파이프삽입홀(111)에 대응된 형상을 가지는 내부형성금형(220b)도 위치시키는 단계이다.

상기 성형단계는, 성형준비단계 후 성형공간(213b)에 성형원료를 주입함으로써 패킹설치홈(112)을 갖는 연결파이프삽입홀(111)이 내측에 형성된 파이프연결구(110)가 파이프(20)의 외측에 일체화되게 성형되도록 하는 단계이다.

상기 패킹설치단계는 성형단계를 거쳐 파이프연결구(110)가 일체화된 파이프의 패킹설치홈(112)에 패킹(240)을 삽입하되 파이프연결구(110)가 냉각에 의한 수축을 완료하기 전에 삽입하여 상기 파이프연결구(110)가 냉각에 의해 수축을 완료하였을 때 상기 패킹(240)이 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압된 상태가 되어 견고하게 고정된 상태가 되도록 하는 단계이다.

즉, 성형을 위해 공급되는 성형원료는 통상 180℃ 이상의 고온이며, 소정의 형태로 성형이 완료되어 금형(외부형성금형 및 내부형성금형)으로부터 분리된 직후에도 상당한 열을 가지고 있다.

따라서 금형으로부터 분리된 성형물은 실, 내외의 공기에 의한 자연냉각 또는 강제냉각을 통해 열을 소실하는 냉각과정을 거치게 되는데 이러한 냉각과정에서 성형물은 수축된다.

따라서 전술한 첫 번째 방법은, 패킹설치홈(112)이 수축을 완료하기 전에 패킹설치홈(112)에 패킹(240)을 위치시켜 놓고 패킹설치홈(112)이 수축을 완료하였을 때는 패킹설치홈(112)이 수축되면서 패킹(240)을 가압하여 고정하고 있는 상태가 되도록 하는 방법이다.

이러한 첫 번째 생산방법을 위한 외부형성금형이나 내부형성금형은 후술하는 두 번째 생산방법을 위한 장치에서의 내부형성금형 및 외부형성금형과 같은 형태로 구현될 수 있다.

다만, 내부형성금형의 외주면에는 패킹설치홈(112)을 형성하기 위한 돌기가 형성되어 있어야 한다는 점에서 차이가 있다.(중공을 갖는 사출성형물의 중공부에 홈을 형성하는 기술은 이미 널리 공지된 것이므로 이 부분에 대한구체적인 설명은 생략한다.)

전술한 두 번째 방법(파이프연결구(110)의 성형시에 주입된 성형원료에 의해 패킹(240)이 감싸지는 형태를 통해 패킹(240)이 연결파이프삽입홀(111)에 일체화되게 고정되도록 하는 방법)은, 파이프연결구(110)의 내측에 형성될 연결파이프삽입홀(111)에 대응된 형상을 갖는 내부형성금형(220) 중 연결파이프삽입홀(111)에 대응된 형상을 갖는 부분에 수밀을 위한 패킹(240)을 끼워놓는 패킹끼움단계를 갖는다.

또, 파이프연결구(110)의 외형에 대응된 형상의 성형공간(213)을 형성하는 외부형성금형(210)의 성형공간(213)에 파이프연결구(110)를 성형하기 위한 파이프와 상기 내부형성금형(220)을 위치시키는 내부금형위치단계를 갖는다.

또, 상기 성형공간(213)에 성형원료를 주입하여 파이프(20)의 외측에 파이프연결구(110)를 일체화되게 성형하되 파이프연결구(110)의 내측에 형성되는 연결파이프삽입홀(111)에 패킹(240)이 일체화되게 고정되어 있도록 하는 성형단계를 갖는다.

상기와 같은 두 번째 생산방법을 위한 파이프연결구 성형장치(200)는, 분리, 결합 가능한 고정몸체(211)와 이동몸체(212)로 이루어져 있고, 고정몸체(211)와 이동몸체(212)의 결합시 파이프의 삽입이 가능하면서 파이프연결구(110)의 외형에 대응된 형상의 성형공간(213)을 형성하는 외부형성금형(210)을 갖는다.

또, 상기 외부형성금형(210)의 성형공간(213)에 삽입되고 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에 대응된 형상을 갖는 내부형성금형(220)을 갖는다.

또, 성형공간(213)에 성형원료를 주입할 수 있는 원료주입수단(230)을 갖는다.

또, 상호 마주하는 방향으로 이동되거나 반대방향으로 이동되어 성형공간(213)에 삽입된 파이프를 잡아주는 수단이 더 구비된 형태일 수 있다.

또, 내부형성금형(220) 중 연결파이프삽입홀(111)에 대응된 형상을 갖는 부분에 끼워짐으로써 성형원료가 주입되어 파이프연결구(110)가 성형되었을 때 파이프연결구(110)의 파이프삽입홀에 일체화되게 고정되는 링 형태의 패킹(240)을 갖는다.

상기 외부형성금형(210), 내부형성금형(220), 원료주입수단(230), 성형공간(213)에 삽입된 파이프를 잡아주는 수단 등은 종래기술을 통해 이미 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

상기 파이프연결구 성형장치는, 패킹(240)의 원활한 삽입이 가능하도록 내부형성금형(220) 중 패킹(240)이 삽입되어 위치되는 부분의 직경이 커지도록 할 수도 있고 작아지도록 할 수도 있게 구현하는 것이 바람직하다.

이를 위해 내부형성금형(220)이 복수 개의 부분으로 분할되어 있고 분할된 부분이 벌어지거나 좁아지는 것이 가능하도록 구현할 수 있다.

이러한 구성은 종래의 파이프연결구 성형장치에서 성형공간(213)으로 삽입되는 파이프를 잡아주기 위해 내부형성금형(220)이 복수 개의 부분으로 분할되고 분할된 부분이 상호 마주하는 방향으로 이동되거나 반대방향으로 이동되도록 하는 방식과 같다.

상기와 같이 물품의 직경이 작아지거나 커지도록 하는 구성은 종래의 파이프연결구 성형장치를 통해서도 공지되어 있고, 다양한 산업분야에 적용되고 있는 것이므로 내부형성금형(220)의 직경이 커지거나 작아지도록 하는 기술에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

전술한 세 번째 방법 즉, 제1삽입홈형성체(260)를 갖는 방법은 종래 공지의 방법이나 전술한 두 번째 방법 등과 같은 방식으로 연결파이프삽입홀(111)이 형성된 파이프연결구(110)가 파이프에 일체화되도록 한다.

다만, 연결파이프삽입홀(111)에는 너트와 같이 나선이 형성되어 있어 볼트와 같은 나선이 형성된 제1삽입홈형성체(260)가 나선결합될 수 있도록 되어 있다.

또, 제1삽입홈형성체(260)가 연결파이프삽입홀에 나선결합되어 패킹을 가압하기 전에는 패킹이 단순히 연결파이프삽입홀(I11)에 위치된 형태일 뿐 고정된 상태가 되지 못한다.

제1삽입홈형성체(260)가 연결파이프삽입홀에 나선결합되면서 패킹(240)을 가압할 때 패킹(240)이 고정되는 것이며, 연결파이프삽입홀(111)과 제1삽입홈형성체(260)에 의해서 패킹(240)이 위치되는 패킹설치홈(112)이 형성된 형태가 되는 것이다.

전술한 네 번째 방법 즉, 제2삽입홈형성체(270)를 갖는 방법은 종래 공지의 방법이나 전술한 두 번째 방법 등과 같은 방식으로 연결파이프삽입홀(111)이 형성된 파이프연결구(110)가 파이프에 일체화되도록 한다.

다만, 연결파이프삽입홀(111)의 입구에서 연결파이프삽입홀(111)의 끝단부를 향해 연장되어 있는 삽입홈(114)이 형성되어 있고, 삽입홈(114)의 끝단부에는 삽입홈(114)을 따라 이동된 제2삽입홈형성체(270)의 걸림돌기(271)가 걸리는 걸림턱형성부(113)가 형성되어 있다.

따라서 제2삽입홈형성체(270)의 걸림돌기(271)가 삽입홈(114)을 따라 이동되는 상태로 제2삽입홈형성체(270)가 패킹(240) 방향으로 이동되어 제2삽입홈형성체(270)가 패킹(240)을 가압하는 상태에서 제2삽입홈형성체(270)가 회전되어 제2삽입홈형성체(270)의 걸림돌기(271)가 연결파이프삽입홀(111)의 걸림턱형성부(113)에 걸려 고정되면 패킹(240)이 고정되는 것이며, 연결파이프삽입홀(111)과 제2삽입홈형성체(270)에 의해서 패킹(240)이 위치된 패킹설치홈(112)이 형성된 형태가 되는 것이다.

상기와 같은 두 번째 생산방법을 위한 구조에서 파이프연결구(110)에 패킹(240)이 견고하게 일체화되도록, 연결파이프삽입홀(111)에 고정되어 있는 패킹(240)은 상기 원료주입수단(230)을 통해 주입된 성형원료가 삽입되어 있는 홈(241)이나 홀(242)을 갖는 것일 수 있다.

즉, 패킹(240)에 형성된 홈(241)이나 홀(242)에 성형원료가 채워진 상태로 성형이 완료됨으로써 패킹(240)이 파이프연결구(110)에서 이탈되지 않는 견고한 고정상태가 확보되도록 하는 것이다.

전술한 첫 번째 생산방법과 세 번째 생산방법 및 네 번째 생산방법을 실시함에 있어 패킹(240)의 견고한 고정을 위해, 패킹(240)에는 패킹설치홈(112) 내에 위치된 돌기가 삽입되는 홈(248)이나 홀이 형성되어 있도록 할 수 있다.

또, 도 4와 같이 패킹설치홈(112)의 입구 폭은 패킹설치홈(112)의 다른 부분보다 좁은 형태로 구현할 수도 있다.

본 발명의 패킹(240)은, 연결파이프삽입홀(111)에 삽입되는 연결대상파이프(10)와 접촉되도록 내측으로 돌출되어 있는 돌출부(243)가 연결대상파이프(10)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 위치되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구조에서 도 10과 같이 연결대상파이프(10)와 먼저 접촉되는 돌출부(243)보다 늦게 접촉되는 돌출부(243)가 더 높게 돌출되어 있는 경우 연결을 위해 연결대상파이프(10)를 연결파이프삽입홀(111)에 삽입하는 것은 용이하면서도 삽입된 연결대상파이프(10)가 이탈되는 것을 방지하는 효과는 우수하다.(연결파이프삽입홀(111)에 삽입된 연결대상파이프(10)의 이탈이 방지될수록 파이프의 연결작업 이후에 우수한 수밀성이 오래도록 유지됨)

또, 연결대상파이프(10)와 먼저 접촉되는 돌출부의 경도와 늦게 접촉되는 돌출부의 경도를 다르게 구현하여 수밀성이 향상되도록 할 수도 있다.(패킹(240)의 돌출부 경도가 낮으면 연결대상파이프(10)에 더욱 확실한 밀착이 가능하지만 삽입된 연결대상파이프(10)의 이탈 방지효과는 낮고, 반대로 경도가 높으면 연결대상파이프(10)에 밀착되는 것은 나빠지지만 연결대상파이프(10)의 이탈방지 효과는 우수해지기 때문이다.)
즉, 한 개의 패킹(240)에 위치되어 있는 복수 개의 돌출부(243) 중 연결파이프삽입홀(111)로 삽입되는 연결대상파이프(10)와 먼저 접촉되는 돌출부의 경도와 늦게 접촉되는 돌출부의 경도가 다르게 구현하는 것이다.

상기와 같이 경도의 차이를 갖도록 하는 경우 연결대상파이프(10)와 먼저 접촉되는 돌출부(243)는 늦게 접촉되는 돌출부(243)보다 경도를 낮게 구현하는 것이 바람직하다.

상기 돌출부(243)가 연결대상파이프(10)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 위치되어 있는 패킹(240)의 구조에서 연결대상파이프(10)와 접촉되는 부분의 바람직한 형상은 톱니 형상이다.

특히, 연결파이프삽입홀(111)에 패킹(240)이 고정된 상태에서 삽입되는 연결대상파이프(10)가 거슬러 올라가는 경사면(244)을 가지며, 삽입된 연결대상파이프(10)가 삽입 반대방향으로 이동되려는 힘에 저항하도록 상기 경사면(244)과 같은 방향으로 기울어진 경사를 형성하거나 연결대상파이프(10)의 길이 방향에 대해 직각을 형성하는 저항면(245)을 갖는 톱니형상인 경우에는 연결대상파이프(10)의 삽입은 용이하면서도 삽입된 연결대상파이프(10)의 이탈방지 효과는 매우 우수하다.

전술한 설명에서 패킹(240)이 유연해야 연결대상파이프(10)에 패킹(240)이 확실하게 밀착되기 때문에 수밀성을 높일 수 있음을 설명한바 있다.

또, 패킹(240)이 유연할수록 삽입된 연결대상파이프(10)가 연결파이프삽입홀(111)에서 이탈되려는 힘에 저항하는 힘이 약하는 것을 설명한 바 있다.

즉, 패킹(240)이 더욱 잘 변형되는 것이다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 패킹(240)보다 단단한 재질의 보강링(246)이 패킹(240)과 일체화되어 있도록 할 수 있다.

상기 보강링(246)은 테프론 등의 합성수지나 금속 등으로 구현된 것일 수 있다.

또, 보강링(246)은 복수 개의 돌출부(243)를 갖는 구조에서 도 13의 B와 같이 돌출부와 돌출부 사이에 위치되는 것이 좋다.

본 발명의 패킹(240)에서 전술한 돌출부(243, 실링을 위한 립에 해당됨)는 1개만 형성된 형태일 수도 있고, 2개, 3개, 4개 등 복수 개 형성된 형태일 수도 있다.

한편, 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에 연결대상파이프(10)가 삽입되고 위치될 때 연결파이프삽입홀(111)의 단면 중심부와 연결대상파이프(10)의 단면 중심부가 일치될수록 패킹(240)이 연결대상파이프(10)에 의해 상, 하, 좌, 우로 고르게 가압되기 때문에 더욱 우수한 수밀성을 확보할 수 있다.

또, 파이프연결구(110)와 일체화된 파이프의 끝단부와 연결대상파이프(10)의 끝단부 간에 내경의 높이 차이가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

이를 위하여 연결파이프삽입홀(111)에는 삽입되는 연결대상파이프(10)가 거슬러올라가면서 연결파이프삽입홀(111)의 단면 중심부와 연결대상파이프(10)의 단면 중심부가 일치되도록 하는 가이드경사면(247)이 돌출된 형태로 형성되어 있도록 할 수 있다.

이러한 형태의 파이프연결구(110)를 성형하기 위하여 전술한 성형장치의 내부형성금형(220)에는 상기 가이드경사면(247)을 형성하기 위한 경사면형성홈(221)이 형성되어 있도록 할 수 있다.

상기와 같은 가이드경사면(247)은 연결파이프삽입홀(111)의 입구에 대응된 부분(더욱 정확하게는 패킹(240)보다 먼저 연결대상파이프(10)와 접촉될 수 있는 위치)에 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 연결파이프삽입홀(111)에는 연결을 위해 연결파이프삽입홀(111)로 삽입되는 연결대상파이프(10)가 거슬러올라가면서 연결파이프삽입홀(11)의 단면 중심부와 연결대상파이프(10)의 단면 중심부가 일치되도록 연결파이프삽입홀(111)의 중심부를 향해 경사를 형성하고 있는 가이드경사면(247)이 형성되어 있되 패킹(240)보다 먼저 연결대상파이프(10)와 접촉될 수 있는 위치에 형성되어 있는 형태로 구현하는 것이다.
이를 위해서 내부형성금형(220b)에 가이드경사면(247)이 형성됨에 있어 패킹설치홈(112)에 설치되는 패킹(240)보다 가이드경사면(247)이 연결대상파이프(10)에 먼저 접촉될 수 있는 위치에 형성되도록 되어 있어야 한다.

이것은 패킹(240)이 연결대상파이프(10)에 먼저 접촉되어 가압된 이후에 접촉 가능한 가이드경사면(247)인 경우 패킹(240)의 상, 하, 좌, 우를 고르게 가압해주는 효과가 없기 때문이다.

물론, 더욱 바람직한 것은 연결파이프삽입홀(111)의 입구뿐만 아니라 연결파이프삽입홀(111)의 안쪽 끝부분(더욱 정확하게는 패킹(240)을 경유한 연결대상파이프(10)와 접촉될 수 있는 위치)에도 가이드경사면(247)을 형성하는 것이다.

이러한 경우 경사면형성홈(221)은 연결파이프삽입홀(111)의 입구에 대응된 부분과 연결파이프삽입홀(111)의 안쪽 끝부분에 대응된 부분 모두에 형성된다.

상기와 같은 가이드경사면(247)에는 삽입된 연결대상파이프(10)에 밀착되는 별도의 패킹(250)을 더 위치시킬 수도 있다.

파이프연결구(110)는, 파이프연결구(110)를 갖도록 하기 위해 성형공간(213)으로 삽입되는 파이프(20)의 끝단부가 주입된 성형원료에 의해 덮어 씌워지면서 형성된 형태가 바람직하다.

특히, 중공(21a)을 갖는 관(21)을 코일형으로 권취하고 접합하여 형성한 첨부 도면에서와 같은 파이프(20)가 파이프연결구(110)의 성형을 위해 성형공간(213)으로 삽입되는 경우에는 매우 중요한 사항이다.

이는 관(21)의 중공부(21a)로 유체가 유입되는 것을 방지할 필요성이 있기 때문이다.

본 발명의 파이프연결구 성형방법에 있어서, 파이프연결구(110) 성형을 위해 성형공간(213)으로 투입될 파이프(20)의 끝단면에 홀(21b)을 천공하는 홀천공단계를 내부금형위치단계 전에 실시할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 주입된 성형원료가 파이프의 끝단면에 형성된 홀(21b)에 들어가 경화되는 것이기 때문에 파이프연결구(110)가 파이프(20)에 더욱 견고하게 일체화된다.

특히, 상기 파이프(20)가 중공(21a)을 갖는 관(21)을 코일형으로 권취하고 접합하여 형성한 것일 때 바람직하다.

즉, 본 발명의 파이프는 중공(21a)을 갖는 관(21)을 코일형으로 권취하고 접합하여 형성한 것이고, 파이프연결구가 형성될 끝단면에 홀(21b)이 천공된 것이며,

상기 파이프연결구(110)는 성형공간(213)으로 삽입된 파이프(20)의 끝단부가 주입된 성형원료에 의해 덮어 씌워지고 성형원료가 파이프의 끝단면에 형성된 홀(21b)를 통해 파이프의 중공(21a)으로 들어가면서 형성된 형태가 되도록 하는 것이다.

천공되는 홀(21b)의 진행방향은 파이프의 길이방향에 대해 소정의 각도(θ)로 틀어져 있는 것이 더욱 견고하게 일체화된 파이프연결구(110)를 얻을 수 있어 바람직한데 그 각도는 20°∼ 70°정도가 적당하다.

본 발명의 구성요소인 패킹(240)이 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에 1개만 위치되어 있도록 할 수도 있지만 복수 개 위치되도록 할 수도 있다.

복수 개의 패킹(240)이 위치되도록 하는 경우 소정의 간격을 두고 위치되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에 연결대상파이프(10)가 삽입, 연결된 상태에서 연결대상파이프(10)가 분리되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있도록 도 18과 같이 별도의 클램프(2)를 사용해서 파이프연결구(110)와 연결대상파이프(10)를 잡아주도록 할 수도 있다. (이때의 클램프(2)는 반달형으로 분리되고 볼트 등을 통해 일체화될 수 있는 형태의 것을 사용할 수 있다.)

이를 위하여 전술한 파이프연결구(110)에는 클램핑고정용돌기(115)가 외부로 돌출, 형성되어 있도록 하되 상기 클램핑고정용돌기(115)는 파이프연결구(110)와 연결대상파이프(10)의 분리를 방지하기 위한 클램프(2)의 홈에 삽입되도록 구현할 수 있다.

1. 파이프연결구 2. 클램프
10. 연결대상파이프 20. 파이프
21. 관 21a. 중공
21b. 홀 100. 파이프
110. 파이프연결구 111. 연결파이프삽입홀
112. 패킹설치홈 113. 걸림턱형성부
114. 삽입홈 115. 클램핑고정용돌기
200. 파이프연결구 성형장치
210, 210b. 외부형성금형 211, 211b. 고정몸체
212, 212b. 이동몸체 213, 213b. 성형공간
220, 220b. 내부형성금형 221. 경사면형성홈
230. 원료주입수단 240. 패킹
241. 홈 242. 홀
243. 돌출부 244. 경사면
245. 저항면 248. 홈
246. 보강링 247. 가이드경사면
250. 패킹 260. 제1삽입홀형성체
270. 제2삽입홀형성체 271. 걸림돌기

Claims

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파이프의 연결을 위한 파이프연결구(110)를 갖되 상기 파이프연결구(110)의 연결파이프삽입홀(111)에는 삽입되는 연결대상파이프(10)에 밀착되는 링 형태의 패킹(240)이 고정되어 있는 파이프에 있어서,
상기 패킹(240)은 연결파이프삽입홀(111)에 형성된 패킹설치홈(112)에 위치되어 있고 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압되어 고정되어 있으며, 내측으로 돌출되어 있어 삽입되는 연결대상파이프(10)와 접촉되는 돌출부(243)가 연결대상파이프(10)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 위치되어 있고, 상기 복수 개의 돌출부(243) 중 연결파이프삽입홀(111)로 삽입되는 연결대상파이프(10)와 먼저 접촉되는 돌출부의 경도와 늦게 접촉되는 돌출부의 경도가 다르며,
상기 연결파이프삽입홀(111)에는 연결을 위해 연결파이프삽입홀(111)로 삽입되는 연결대상파이프(10)가 거슬러올라가면서 연결파이프삽입홀(11)의 단면 중심부와 연결대상파이프(10)의 단면 중심부가 일치되도록 연결파이프삽입홀(111)의 중심부를 향해 경사를 형성하고 있는 가이드경사면(247)이 형성되어 있되 패킹(240)보다 먼저 연결대상파이프(10)와 접촉될 수 있는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항에 있어서,
상기 가이드경사면(247)은 패킹(240)을 경유한 연결대상파이프(10)와 접촉될 수 있는 위치에도 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항에 있어서,
상기 패킹(240)은 성형된 파이프연결구(110)가 냉각에 의한 수축을 완료하기 전에 패킹설치홈(112)에 삽입됨으로써 성형된 파이프연결구(110)가 냉각에 의해 수축을 완료하였을 때 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압된 상태가 되어 고정된 것임을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패킹(240)에는 패킹설치홈(112) 내에 위치된 돌기가 삽입되는 홈(248)이나 홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패킹설치홈(112)의 입구 폭은 패킹설치홈(112)의 다른 부분보다 좁은 것은 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연결파이프삽입홀(111)에 나선결합되면서 패킹(240)을 가압하는 제1삽입홈형성체(260)에 의해서 3면이 막힌 형태의 패킹설치홈(112)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패킹(240)을 가압하는 상태를 유지하면서 연결파이프삽입홀(111)에 형성된 걸림턱형성부(113)에 걸려 고정되는 제2삽입홈형성체(270)에 의해서 3면이 막힌 형태의 패킹설치홈(112)이 형성되는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파이프연결구(110)는 외부로 돌출, 형성된 클램핑고정용돌기(115)를 갖되 상기 클램핑고정용돌기(115)는 파이프연결구(110)와 연결대상파이프(10)의 분리를 방지하기 위한 클램프(2)의 홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프.
파이프가 삽입되어 연결되는 연결파이프삽입홀(111)이 내측에 형성되어 있는 파이프연결구(110)를 구비하고 있는 파이프의 생산방법에 있어서,
상기 파이프연결구(110)의 외형에 대응된 형상의 성형공간(213b)을 형성하는 외부형성금형(210b)의 성형공간(213b)에 파이프연결구(110)를 성형하기 위한 파이프(20) 및 패킹설치홈(112)을 갖는 연결파이프삽입홀(111)에 대응된 형상을 가지는 내부형성금형(220b)을 위치시키는 성형준비단계;
상기 성형공간(213b)에 성형원료를 주입하여 패킹설치홈(112)을 갖는 연결파이프삽입홀(111)이 내측에 형성된 파이프연결구(110)가 파이프(20)의 외측에 일체화되게 성형되도록 하는 성형단계;
상기 성형단계를 거쳐 파이프연결구(110)가 일체화된 파이프의 패킹설치홈(112)에 패킹(240)을 삽입하되 파이프연결구(110)가 냉각에 의한 수축을 완료하기 전에 삽입하여 상기 파이프연결구(110)가 냉각에 의해 수축을 완료하였을 때 상기 패킹(240)이 패킹설치홈(112)을 형성하는 내벽에 의해 가압된 상태가 되어 견고하게 고정된 상태가 되도록 하는 패킹설치단계;를 포함하여 구성되고,
상기 패킹(240)은 내측으로 돌출되어 있어 삽입되는 연결대상파이프(10)와 접촉되는 돌출부(243)가 연결대상파이프(10)의 길이 방향으로 간격을 두고 복수 개 위치되어 있고, 상기 복수 개의 돌출부(243) 중 연결파이프삽입홀(111)로 삽입되는 연결대상파이프(10)와 먼저 접촉되는 돌출부의 경도와 늦게 접촉되는 돌출부의 경도가 다른 것이며,
상기 내부형성금형(220b)은 연결파이프삽입홀(111)의 중심부를 향해 경사를 형성하고 있는 가이드경사면(247)을 형성하기 위한 경사면형성홈(221)을 갖되 경사면형성홈(221)은 가이드경사면(247)이 형성됨에 있어 패킹설치홈(112)에 설치되는 패킹(240)보다 가이드경사면(247)이 연결대상파이프(10)에 먼저 접촉될 수 있는 위치에 형성되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 파이프연결구를 갖는 파이프의 생산방법.